DE2117907A1 - Method for compacting urban waste into bales - Google Patents
Method for compacting urban waste into balesInfo
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Description
DA - 4240DA - 4240
Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma Description of the company's patent application
SUN OIL COMPANY,
1608 Walnut Street, Philadelphia, PA 19103, USASUN OIL COMPANY,
1608 Walnut Street, Philadelphia, PA 19103, USA
"betreffend"concerning
Verfahren zum Verpressen von Stadtmüll zu Ballen Priorität: 13. April 1970, Nr. 27 652, USA Method of Compressing Urban Waste into Bales Priority: April 13, 1970 No. 27,652, USA
Die Erfindung bezieht sich auf eine Methode zum Behandeln ■von städtischem Müll. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine verbesserte Methode zum Behandeln von Stadtmüll, nachdem er zerkleinert wurde, jedoch bevor er zu Ballen verpreßt wurde. Die Erfindung umfaßt die Verteilung eines Zusatzstoffes in dem zerkleinerten Müll, wonach der behandelte Müll zu kompakten Ballen verpreßt wird, die überlegene physikalische Eigenschaften besitzen. Der Zusatzstoff, der ganz bestimmte Eigenschaften besitzt, ist entweder Bitumen oder Bitumen mit einem Gehalt einer geringen Menge einer Erdölnaphthensäure oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf den zu Ballen verpreßten Müll, der diesen Zusatzstoff enthält.The invention relates to a method of treatment ■ from urban rubbish. More particularly, the invention relates to an improved method of treating urban waste after it was crushed but before it was compressed into bales. The invention includes the distribution of an additive in the shredded garbage, after which the treated garbage is compressed into compact bales, the superior physical one Possess properties. The additive, which has very specific properties, is either bitumen or bitumen containing a small amount of a petroleum naphthenic acid or a polyoxyethylene-fatty-alkyl-1,3-propanediamine. The invention also relates to the baled garbage containing this additive.
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Stadtmüll wird durch Verbrennen im Freien, Kompostieren, Verbrennen in Müllverbrennungsöfen mit oder ohne ein Wärmewiedergewinnungssystem und durch Ablagern auf offenen Halden vernichtet. In jüngerer Zeit werden offene Halden wegen der dadurch hervorgerufenen Luftverunreinigung und den gesundheitlichen Problemen durch unterirdische Deponien (landfills) ersetzt. Das Ablagern in unterirdischen Deponien umfaßt das Abladen des Mülls an einer Stelle in der Mähe der Gemeinde, Fahren einer schweren Baumaschine, beispielsweise einer Planierraupe, über den Müll, um den Müll zusammenzupressen und Bedecken des zusammengepreßten Mülls mit einem Meter Erde oder mehr (einigen feet) am Ende des Tages. Ein neueres Verfahren des unterirdischen Deponierens besteht im Verpressen des Mülls zu Ballen in der Bähe des Sammelbereiches und dem anschließenden Transportieren der verpreßten Ballen über eine weite Entfernung bis zu einem Ort, wo sie abgelagert und mit einem Meter Erde oder mehr bedeckt werden.¥ Urban waste is destroyed by burning it in the open air, composting it, burning it in incinerators with or without a heat recovery system, and depositing it in open heaps. More recently, open dumps have been replaced by underground landfills because of the air pollution they cause and the health problems they cause. Dumping in underground landfills involves dumping the garbage in a location close to the community, driving a heavy construction machine, such as a bulldozer, over the garbage to compact the garbage, and covering the compacted garbage a meter or more (a few feet ) at the end of the day. A more recent method of subterranean dumping is to compact the garbage into bales near the collection area and then transport the compacted bales a long distance to a location where they are deposited and covered with a meter or more of earth. ¥
Das genannte Verfahren des Verpressens zu Ballen umfaßt nach dem Sammeln und dem Transport des Mülls zu dem Ort, an dem das Verpressen vorgenommen wird, die Anwendung von Druck auf den lockeren und befeuchteten Müll innerhalb einer Einfassung und das anschließende Binden der erzielten verdichteten Masse mit Metallbändern, während diese Masse in begrenztem Raum gehalten wird. Das dadurch erzielte Produkt ist ein kompakter Ballen. Eine Hauptschwierigkeit bei der Anwendung dieses Verfahrens zum Verpressen zu Ballen liegt jedoch in der mangelndenSaid method of compacting into bales comprises after collecting and transporting the garbage to the place where the grouting is done, the application of pressure to the loose and moistened garbage within an enclosure and then tying the resulting compacted mass with metal straps while holding this mass in a confined space will. The resulting product is a compact bale. A major difficulty in using this procedure for pressing into bales, however, lies in the lack of it
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Homogenität des gesammelten Mülls im Hinblick auf Teilchengröße und Zusammensetzung.Homogeneity of the collected garbage in terms of particle size and composition.
Die Zusammensetzung von städtischem Müll schwankt im wesentlichen in Abhängigkeit von der Jahreszeit und dem Stadtteil, wo er gesammelt wird. So kann sich die Zusammensetzung irgendeiner bestimmten Charge, die als Einsatzmaterial der Ballenpreß vor richtung zugeführt wird, merklich von der einer anderen Charge unterscheiden, wodurch Betriebsschwierigkeiten bei der Regelung der Ballenpreßvorrichtung Zustandekommen und starke Schwankungen in der Dichte der fertigen Ballen auftreten. Diese Schwankung der Dichte führt zu Schwierigkeiten beim Transport der Ballen von dem Ort des Verpreesens zun Ort der Ablagerung. So wird beispielsweise die Anzahl der Eisenbahnwaggons, die zum Transport einer bestimmten Gewichtsmenge Müll erforderlich ist, bei Ballen mit niedrigerer Dichte erhöht. Schließlich faßt eine unterirdische Deponie mit gegebenem Volumen eine geringere Gewichtsmenge des Mülls, wenn sie mit Ballen niedrigerer Dichte statt mit Ballen höherer Dichte gefüllt wird.The composition of urban waste varies considerably depending on the season and the district where it is collected. So the composition of any particular batch used as the feedstock of the baler before the device is fed, noticeably differ from that of another batch, causing operational difficulties in the regulation of the baling device come about and strong fluctuations in the density of the finished Balls occur. This variation in density leads to difficulties in transporting the bales from the location of the Selling to the place of deposit. For example the number of railway wagons used to transport a certain weight of garbage required is increased for lower density bales. Finally summarizes an underground Landfill with a given volume has a lower weight of the garbage when it is bales with lower ones Density instead of being filled with balls of higher density.
Eine Lösung des Problems der Inhomogenität des Mülls nach dem Transport zum Ort des Verpressens zu Ballen besteht in der Zerkleinerung des Mülls. Durch die Zerkleinerungsmaschine wird der Müll in kleinere Stücke zerbrochen, zerschnitten und zerrissen und es wird eine gewisse Vermischung erzielt. Durc^ dieses Schnitzeln und Zerreißen wird dieA solution to the problem of inhomogeneity of garbage The transport to the place of compression into bales consists in the shredding of the garbage. Through the shredder the garbage is broken into smaller pieces, cut up and torn and there is some intermingling achieved. Through this shredding and tearing, the
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Inhomogenität, beträchtlich vermindert. Die Zerkleinerung hat auch den Vorteil, ein Material zu erzeugen, das leicht durch Förderbänder bewegt werden kann,und daß das Vorpressen erleichtert wird.Inhomogeneity, considerably reduced. The crushing has also has the advantage of producing a material that can be easily moved by conveyor belts and that makes prepressing easier will.
Vor dem Verpressen bei dem erwähnten Verfahren zum Verpressen zu Ballen werden große Wassermengen dem zerkleinerten Müll zugesetzt. Die Zugabe von Wasser bewirkt bei einem gegebenen Ballen-Preßdruck einen dichteren Ballen. Die Erhöhung der Ballendichte ist größer, als der zugesetzten Gewichtsmenge an Wasser entspricht.Before pressing in the above-mentioned method of pressing into bales, large amounts of water are added to the crushed garbage added. The addition of water causes a given Bale pressure a denser bale. The increase in Bale density is greater than the amount of water added by weight.
Die in den Müllballen vorliegende große Wassermenge, die
bis zu 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts beträgt, stellt einen Nachteil dar und verursacht Schwierigkeiten. Der Nachteil
besteht darin» daß eine große Wassermenge von dem Ort des Verpressens zu Ballen zu dem Ort der Ablagerung transportiert
werden muß. Dieses zusätzliche Gewicht vermindert
die Wirksamkeit des Systems. Eine andere, durch das Wasser hervorgerufene Schwierigkeit liegt darin, daß der anaerobe
Abbau beschleunigt und auf diese Weise die Geschwindigkeit der Geruchsbildung erhöht wird» Ein weiteres Problem des
genannten Verfahrens besteht darin, daß die zum Befestigen des Ballens verwendeten Metall- oder Kunststoffstreifen
teuer sind.The large amount of water present in the garbage ball, which
is up to 50% by weight of the total weight is a disadvantage and causes difficulties. The disadvantage is that a large amount of water has to be transported from the place of compression into bales to the place of deposition. This added weight reduces the effectiveness of the system. Another problem caused by the water is that the anaerobic degradation is accelerated and in this way the rate of odor formation is increased »Another problem of the
mentioned method is that the metal or plastic strips used to secure the bale
are expensive.
Aus diesem Grund ist ein Zusatzstoff hocherwünscht, der inFor this reason, an additive used in
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geringer Menge dem zerkleinerten Müll vor dem Verpressen zugesetzt werden kann, und der die Nachteile des Wassers vermeidet und das Erfordernis der Verwendung von teuren Bändern oder Streifen gering hält.small amount can be added to the crushed garbage before pressing, and the disadvantages of water avoids and minimizes the need to use expensive tapes or strips.
Diese Probleme werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine geringe Menge an flüssigem Bitumen oder flüssigem Bitumen mit einem Gehalt einer Erdölnaphthensaure oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins vor dem Verpressen dem zerkleinerten Stadtmüll zugesetzt und gleichmässig in diesem verteilt wird. Dadurch werden die Eigenschaften der erzielten verpreßten Ballen stark verbessert. Durch die Verwendung dieses Zusatzes wird die Notwendigkeit ausgeschaltet, dem Müll vor dem Verpressen Wasser zuzusetzen und diese Verminderung der Wassermenge in den Ballen vermindert die Rate der Geruchsbildung während des Transports. Durch den Zusatz wird die Notwendigkeit der Verwendung teurer Verpackungsbänder möglichst gering gehalten und vermieden, daß der zerkleinerte Müll während des Transports an den Kanten des Ballens sich ablöst. Darüberhinaus ermöglicht der Zusatz bei einem gegebenen Preßdruck in einer Ballenpreßmaschine eine .Erhöhung der Dichte des gepreßten Ballens über den Wert, der mit Wasser als Bindemittel erreicht wird. Ein zufriedenstellender Zusatzstoff weist eine Papier-Schälfestigkeit von mindestens 71,5 g/cm (0,4 lb/inch) bei 21° C auf.These problems are solved according to the invention in that a small amount of liquid bitumen or liquid bitumen containing a petroleum naphthenic acid or a Polyoxyethylene-fatty-alkyl-1,3-propanediamine before pressing added to the shredded urban waste and evenly distributed in it. This will change the properties of the The compressed bales achieved are greatly improved. Using this addition eliminates the need to add water to the garbage before pressing and this reduction in the amount of water in the bale reduces the Rate of odor generation during transportation. The addition eliminates the need to use expensive packaging tapes kept as low as possible and avoided that the shredded garbage during transport on the edges the bale comes off. Furthermore, the additive allows for a given baling pressure in a baling machine an increase in the density of the pressed bale above the value that is achieved with water as a binding agent. A satisfactory one Additive has a paper peel strength of at least 71.5 g / cm (0.4 lb / inch) at 21 ° C.
Die beiliegenden Figuren 1 und 2 sind schematische Darstellungen verschiedener Methoden,, die zur Durchführung derThe accompanying FIGS. 1 and 2 are schematic representations of various methods that are used to carry out the
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Erfindung angewendet werden können. Figur 1 verdeutlicht eine Methode, bei der,der erzielte kompakte Ballen in einer Preßstufe gebildet wird. Figur 1 umfaßt die Figuren 1a, 1b, 1c und 1d, welche die Methode in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten veranschaulichen. Figur 2 zeigt eine Methode, bei welcher der erzielte kompakte Ballen in aufeinanderfolgenden Preßstufen erhalten wird. Die Figur 2 umfaßt die Figuren 2a, 2b, 2b1, 2c und 2d, welche die aufeinanderfolgenden Stufen des Verfahrens veranschaulichen.Invention can be applied. 1 illustrates a method that is formed in the obtained compact B a fill in a pressing stage. FIG. 1 comprises FIGS. 1a, 1b, 1c and 1d, which illustrate the method in successive process steps. FIG. 2 shows a method in which the compact bale obtained is obtained in successive pressing stages. FIG. 2 comprises FIGS. 2a, 2b, 2b, 1 , 2c and 2d, which illustrate the successive stages of the process.
Figur 1 verdeutlicht . eine Methode, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewendet werden kann. Bei dieser Methode ist nur eine Preßstufe erforderlich, um den endgültigen kompakten Ballen auszubilden. Gemäß Figur 1ä wird der gesammelte Müll 1 einer Zerkleinerungsvorrichtung 2 zugeführt, diei äen Müll in Stücke 3 von etwa gleicher Größe reißt, sehneidet und schnitzelt. In der Zerkleinerungsvorrichtung 2 tritt eine gewisse Vermischung ein und dadurch wird die Neigung zur Bildung einer gleichmässigen Zusammensetzung des Mülls erhöht. Der zerkleinerte Müll 3 wird in dieser Darstellung durch ein Förderband 4 in eine Sprühkammer 12 transportiert. Während der zerkleinerte Müll 3 durch die Kammer 12 fällt, wird flüssiger Zusatzstoff 18 · auf den Müll gesprüht. In dieser Kammer 12 ist an der Innenwandung eine Reihe von Sprühdüsen 7 angeordnet. Der flüssige Zusatz 18 wird in einem geeigneten lagertank 5 aufbewahrt. Dieser Tank 5 ist mit einer Pumpe 6 verbunden, die den Zusatz aus dem Tank 5 durch die erforderlichen RohrleitungenFigure 1 clarifies. a method that can be used in carrying out the method according to the invention. With this method, only one pressing step is required to form the final compact bale. According to FIG. 1 a, the collected garbage 1 is fed to a shredding device 2 which tears, cuts and chops garbage into pieces 3 of approximately the same size. A certain amount of mixing occurs in the shredding device 2 and this increases the tendency towards the formation of a uniform composition of the garbage. In this illustration, the shredded garbage 3 is transported by a conveyor belt 4 into a spray chamber 12. As the crushed garbage 3 falls through the chamber 12, liquid additive 18 is sprayed onto the garbage. In this chamber 12, a row of spray nozzles 7 is arranged on the inner wall. The liquid additive 18 is stored in a suitable storage tank 5. This tank 5 is connected to a pump 6, which takes the additive from the tank 5 through the necessary pipelines
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zu den Sprühdtisen 7 preßt. Der besprühte zerkleinerte Müll 8 tritt aus der Kammer 12 aus. Gemäß dieser Darstellung wird der Müll gesammelt und mit Hilfe eines Förderbandes 9 in den Behälter 10 transportiert. Die erwähnte Folge von Verfahrensstufen, die vor dem Verpressen zu Ballen durchgeführt werden, wird als Vorbereitungsphase 14 bezeichnet.to the Sprühdtisen 7 presses. The sprayed shredded garbage 8 exits the chamber 12. According to this illustration, the garbage is collected and with the help of a conveyor belt 9 in the Container 10 transported. The mentioned sequence of process steps that are carried out before pressing into bales, is referred to as preparatory phase 14.
Die in Figur 1a dargestellte Ballenpreßphase 17 umfaßt nur eine Preßstufe. Der besprühte zerkleinerte Müll 8 wird in eineia Behälter 10 gesammelt. Dieser Behälter 10 weist eine Eintrittsklappe 15 auf. In Figur 1a ist der Inhalt des Behälters bereite in die Ballenpreßvorrichtung 16 entleert, so daß die Ein tritt skl&ppe 15 geschlossen ist. Die Ballenpreßvorrichtung wird mit besprühtem, zerkleiner tea Müll Ö gefüllt« Der Kolben 11 beginnt eit de· Zusaaaenpreasen des Mülls 8. In Figur Ib ist der Kolben 11 am Ende seines Hubs angelangt und ein kompakter Ballen 13 ist gebildet worden· In Figur Ic kehrt der Kolben 11 in seine Ausgangsstellung zurück und der kompakte Ballen 13 wird entfernt. Ia Figur 1d ist der Kolben 11 in Ruhe und die Eintrittskleppe 15 des Behälters 10 ist geöffnet. Der gesammelte besprühte und zerkleinerte Müll 8 fällt in die Ballenpreßvorrichtung 6. Danach folgt der in Figur 1a gezeigte Vorgang und anschließend werden die Verfahrensschritte der Figuren 1b bis 1d wiederholt. The baling phase 17 shown in Figure 1a comprises only a pressing stage. The sprayed crushed garbage 8 is collected in a container 10. This container 10 has a Entry flap 15 open. In Figure 1a is the contents of the container ready to be emptied into the baling device 16 so that the inlet skl & ppe 15 is closed. The baling device is filled with sprayed, shredded tea garbage. «The piston 11 begins as soon as the pumping together Garbage 8. In Figure Ib, the piston 11 is at the end of its stroke arrived and a compact bale 13 has been formed In Figure Ic, the piston 11 returns to its starting position back and the compact bale 13 is removed. Ia Figure 1d the piston 11 is at rest and the inlet wing 15 of the container 10 is open. The collected sprayed and crushed garbage 8 falls into the baling device 6. Thereafter the process shown in FIG. 1a follows, and then the method steps of FIGS. 1b to 1d are repeated.
In Figur 2 ist eine Variante des Verfahrens dargestellt, bei der der kompakte Müllballen abschnittweise durch aufeinander-In Figure 2, a variant of the method is shown in which the compact garbage bale in sections by one on top of the other
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τ- 8 -τ- 8 -
folgende Preßvorgänge gebildet wird. Die Vorbereitungsphase, die jedoch nicht in Figur 2 gezeigt ist, ist die gleiche, wie die in Figur 1 gezeigte Vorbereitungsphase 14. In Figur 2 unterscheidet sich die Phase des Verpressens zu Ballen von der als Ballenpreßphase 17 in Figur 1 gezeigten.the following pressing operations is formed. The preparatory phase, which is not shown in FIG. 2, however, is the same as the preparatory phase 14 shown in FIG 2, the phase of pressing into bales differs from that shown as the baling phase 17 in FIG.
Gemäß Figur 2a wird der "besprühte zerkleinerte Müll 20 im Behälter 26 gesammelt, der mit einer Eintrittsklappe 25 versehen ist. Die Ballenpreßvorrichtung 22 wird mit einer Charge von "besprühtem, zerkleinertem Müll 20 "beschickt. Der Kolben 21 "beginnt seinen Preßhub,. In Figur 2"b wurde eine Charge zu einer kompakten Masse 27 verpreßt. In Figur 2c kehrt der Kolben 21 in seine ursprüngliche lage zurück. Nachdem jedoch eine Charge zusammengepreßt wurde und eine gewisse Zeit "bevor die nächste Charge verpreßt wird, wird eine Oberfläche 29 der kompakten Masse 27 mit einem flüssigen Zusatzstoff 30 beschichtet. In dieser dargestellten Ausführungsform wird gezeigt, daß der Zusatzstoff auf die Oberfläche 29 gesprüht wird. Dies erfolgt über eine Düse 24, die durch Pumpe 23 beschickt wird, welche den flüssigen Zusatz 30 aus dem lagerbehälter 31 entnimmt. In Figur 2d ist der Kolben in seine ursprüngliche lage zurückgekehrt und die Eintrittsklappe 25 des Behälters 26 ist offen. Besprühter zerkleinerter Müll fällt in die Ballenpreßvorrichtung 22. Dann wird der in Figur 2a gezeigte Vorgang wiederholt. In Figur 2b1 wird die zweite Charge des Mülls 20 zu einer zwei ten kompakten Masse 28 verpreßt, wobei sie mit der Zusatzstoffbeschichteten Oberfläche der kompakten Masse 27 in - 9 -According to Figure 2a, the "sprayed, shredded garbage 20" is collected in the container 26, which is provided with an inlet flap 25. The baling device 22 is charged with a batch of "sprayed, shredded garbage 20". In FIG. 2 "b, a batch has been pressed into a compact mass 27. In FIG. 2c, the piston 21 returns to its original position the compact mass 27 coated with a liquid additive 30. In this illustrated embodiment, the additive is shown to be sprayed onto surface 29. This takes place via a nozzle 24 which is fed by a pump 23 which removes the liquid additive 30 from the storage container 31. In Figure 2d, the piston has returned to its original position and the inlet flap 25 of the container 26 is open. Sprayed shredded garbage falls into the baling device 22. Then the process shown in Figure 2a is repeated. In Figure 2b 1 , the second batch of garbage 20 is pressed into a second compact mass 28, with the additive-coated surface of the compact mass 27 in - 9 -
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Berührung kommt, die zuerst entsprechend der vorhergehenden Figur 2b gebildet worden war.Contact comes, which had first been formed according to the previous Figure 2b.
Nach dem in Figur 2b1 gezeigten Arbeitsgang kehrt der Kolben 21 in seine Ausgangslage zurück. Der erzielte Ballen,der aus den Chargen 27 und 28 besteht, kann als Endprodukt aus der Ballenpreßvorrichtung entfernt werden. Wahlweise können nach dem in Figur 2b' gezeigten Vorgang die in den Figuren 2a bis 2d gezeigten Vorgänge so oft wiederholt werden, bis ein Ballen der gewünschten Größe erzielt worden ist.After the operation shown in Figure 2b 1 , the piston 21 returns to its starting position. The resulting bale, which consists of batches 27 and 28, can be removed from the baling device as the end product. Optionally, after the process shown in FIG. 2b ', the processes shown in FIGS. 2a to 2d can be repeated until a bale of the desired size has been achieved.
Bei jedem der in Figur 1 und 2 dargestellten Verfahren können nach der Bildung des verpreßten Ballens Streifen oder Bänder verwendet werden, um den Ballen zusammenzuhalten. Die Anzahl der verwendeten Bänder ist jedoch wesentlich geringer als die Anzahl, die verwendet wurde, wenn die Ballen ohne den erfindungsgemäßen Zusatzstoff hergestellt wurden.In each of the processes illustrated in Figures 1 and 2, strips or ribbons can be used after the compressed bale has been formed used to hold the bale together. However, the number of tapes used is much less than the number used when the bales were made without the additive of the invention.
Außerdem kann der kompakte Ballen, nachdem er in der in Figur 1 oder 2 beschriebenen Verfahrensweise hergestellt wurde, außen mit dem Zusatzstoff überzogen werden. Dieser Überzug kann durch Eintauchen und Einsickern-lassen oder durch Besprühen aufgetragen werden.In addition, the compact bale can, after it has been produced in the procedure described in FIG. 1 or 2 was to be coated on the outside with the additive. This coating can be dipped and infiltrated or can be applied by spraying.
Wie bereits erwähnt, schwankt die Zusammensetzung von Stadtmüll sehr stark. Städtischer Müll besteht aus nahezu allen Gegenständen, die nicht mehr aufbewahrt werden sollen.As already mentioned, the composition varies from Urban waste very strong. Urban rubbish consists of almost all objects that should no longer be stored.
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Nach der hier gegebenen Definition umfaßt er jedoch keine Abfälle, die aus dem menschlichen und/oder tierischen Stoffwechsel resultieren. Stadtmüll bedeutet die im allgemeinen festen Abfälle des Konsumenten. Dieser Müll enthält Cellulos ematerial, wie Papier, Abfälle (yard trimmings), wie Glassplitter, Lumpen, Gummi, Kunststoff, Küchenabfälle, worunter bei der Essenzubereitung anfallende Abfälle und/ oder nlcht-verhrauehte Nahrung zu verstehen ist. Metall, wie Dosen, Glas und Asche. Wie aus dieser Aufzählung hervorgeht, ist ein Kennzeichen des Stadtmülls seine ungleichförmige Zusammensetzung. Darin unterscheidet sich Stadtmüll von industriellen Abfällen. Ein Kennzeichen von industriellem Abfall ist seine relativ gleichförmige Zusammensetzung: das Abfallpapier aus einem Bürogebäude oder die Küchenabfälle aus einem Restaurant.According to the definition given here, however, it does not include wastes resulting from human and / or animal metabolism result. Urban waste means the generally solid waste of the consumer. This garbage contains cellulose ematerial, such as paper, waste (yard trimmings), such as Glass splinters, rags, rubber, plastic, kitchen waste, including waste and / or non-eaten food is to be understood. Metal, like cans, glass and ashes. As can be seen from this list, one of the hallmarks of urban waste is its non-uniformity Composition. This is where urban waste differs from industrial waste. A hallmark of industrial Waste is its relatively uniform composition: the waste paper from an office building or the kitchen waste from a restaurant.
Ein weiteres Kennzeichen von städtischem Müll ist darin zu sehen, daß seine Zusammensetzung von Gemeinde zu Gemeinde und sogar innerhalb einer Gemeinde variiert. Diese Schwankung hängt teilweise von dem Lebensstandard der in dieser Gemeinde lebenden Leute ab. So enthält der Müll aus einer Gemeinde, die Leute mit niedrigerem Einkommen umfaßt, mehr Küchenabfälle, als der Müll aus einer Gemeinde mit Einwohnern mit höherem Einkommensstandard. Ein weiteres Merkmal von Stadtmüll ist seine in Abhängigkeit von der Jahreszeit schwankende Zusammensetzung. So kann während der Weihnachtszeit der Anteil an Cellulosematerial außerordentlichAnother hallmark of urban rubbish is it too see that its composition varies from church to church and even within a church. This fluctuation depends in part on the standard of living of the people living in that community. So contains the garbage from a A community that includes people with lower incomes has more kitchen garbage than the garbage from a community with residents with higher income standards. Another characteristic of urban waste is its seasonality fluctuating composition. During the Christmas season, for example, the amount of cellulose material can be extraordinary
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hoch sein, im Vergleich zu der übrigen Zeit des Jahres. Außerdem enthält kurz nach Weihnachten der Müll Christtaumschmuck, Pichten und Tannen, die gewöhnlich nicht in dem Müll vorliegen.be high compared to the rest of the year. In addition, shortly after Christmas, the rubbish contains Christmas tree decorations, pines and fir trees, which are usually not in present in the garbage.
Nach einem aus jüngerer Zeit stammenden Bericht hat "Durchschnittsstadtmüll" die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung. According to a recent report, "Average Urban Litter" has the composition shown in Table 1.
1 098/, A/ 12121 098 /, A / 1212
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Tabelle 1 (Fortsetzung Table 1 (continued
Abfall . Gew.-?S Feuchtigkeits· Waste . Wt .-? S moisture
" (wie erhalten) gehalt" (as received) salary
(wie erhalten) ( as received)
Metall 8,0 3Metal 8.0 3
Glas und Keramik 6,0 2Glass and ceramics 6.0 2
Asche 10,0 10Ash 10.0 10
Gesamtmenge 100,0Total amount 100.0
Gesamtmüll, wie erhalten — 20,7Total garbage as received - 20.7
Müll aus einer anderen Gemeinde kann jedoch von diesem 11 Durchschnittsmüll11 wesentlich abweichen. So enthält beispielsweise Müll aus San Diego, Kalifornien, keine Asche, im Vergleich zu dem 10-gewichtsprozentigen Anteil des Durchschnittsmülls. Darüberhinaus enthält der Müll aus San Diego lediglich 0,8 f£ Ktichenabfalle, verglichen mit den 10,0 Gewichtsprozent, die für den "Durchschnittsmüll" genannt werden.However, rubbish from another municipality can differ significantly from this 11 average rubbish 11. For example, garbage from San Diego, California contains no ash compared to the 10 percent by weight average garbage. In addition, the San Diego garbage contains only 0.8% of table waste compared to the 10.0% by weight reported for "average waste".
In Anbetracht dieser Tatsache ist klar, daß die Zusammensetzung von Stadtmüll bedeutenden Schwankungen unterliegt. Es wird jedoch bevorzugt, daß der erfindungsgemäß behandelte Stadtmüll 10 bis 90 Gewichtsprozent Cellulosematerial enthält." Dieser Anteil kann sogar mehr betragen, vorzugsweise dann, wenn der Müll mindestens 0,25 i> Metall enthält.In view of this, it is clear that the composition of urban waste is subject to significant fluctuations. However, it is preferred that the inventively treated urban waste contains 10 to 90 weight percent cellulosic material. "This proportion can even be higher, preferably, if the waste contains at least 0.25 i> metal.
aus Tabelle 1 ersichtlich ist, beträgt der Feuchtigkeits gehalt äi^ser einen Probö vd#s erhaltenen Stadtmülls 20,7 Gewichtsprozent. Der Feuchtigkeitsgehalt der einzelnen Anteile des Mülls liegt jedoch im Bereich von 0 bis 72It can be seen from Table 1, the moisture content of municipal waste is ai ^ ser Probö a v d # s obtained 20.7 percent by weight. However, the moisture content of the individual parts of the garbage is in the range of 0 to 72
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Gewichtsprozent. Darüberhinaus kann der Feuchtigkeitsgehalt wesentlich schwanken, da dieser Müll der Witterung ausgesetzt ist. Bei Regen wird der Feuchtigkeitsgehalt außerordentlich hoch, während einer längeren Trockenperiode wird er jedoch ziemlich niedrig. Außerdem beeinflußt eine Bearbeitungsstufe den Feuchtigkeitsgehalt. Der Zerkleinerungsvorgang erzeugt durch die beim Zerreißen und Schneiden des Mülls auftretende Reibung eine bedeutende Wärmemenge, die wiederum zum Verdampfen der Feuchtigkeit in dem Müll beiträgt. Wegen der Nachteile, die einem Müll mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt anhaften, ist es wünschenswert, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Mülls niedrig ist.Weight percent. In addition, the moisture content can fluctuate significantly because of the weather is exposed. When it rains, the moisture content becomes extremely high, during a longer dry period however, it becomes quite low. In addition, a processing stage affects the moisture content. The crushing process generates a significant amount of heat due to the friction that occurs when ripping and cutting the garbage, which in turn contributes to the evaporation of the moisture in the garbage. Because of the disadvantages of having a garbage with one Adhere to a high moisture content, it is desirable that the moisture content of the garbage be low.
Asphalt wird durch die American Society for Testing Materials als "dunkelbraunes bis schwarzes klebriges (eementitious) Material, mit fester oder halbfester Konsistenz, dessen vorherrschende Bestandteile Bituminas sind, die in der Natur als solche auftreten oder als Rückstand bei der Erdölraffination erhalten werden" definiert. Außerdem enthalten Asphalte kennzeichnenderweise eine Bitumenfraktion, die unlöslich in Paraffin-Naphtha ist. Diese Fraktion wird "Asphaltene" genannt. Die festen oder halbfesten Rückstände aus Raffinationsvorgangen werden gewöhnlich "gecrackter Asphalt", "Erdölpech", "thermisches Pech" (thermal pitch) oder "Gracking-coil-Pech" genannt.Asphalt is made by the American Society for Testing Materials as "dark brown to black sticky (eementitious) material, with a solid or semi-solid consistency, whose predominant constituents are bituminous, which occur naturally as such or as a residue in the Petroleum refining are "defined. In addition, asphalts typically contain a bitumen fraction, which is insoluble in paraffin naphtha. This faction will Called "asphaltenes". The solid or semi-solid residues refining operations usually become "cracked" Asphalt "," petroleum pitch "," thermal pitch "or" gracking-coil pitch ".
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Erdölasphalte leiten sich hauptsächlich aus vier Verfahrenstypen afc. Sie sind Straight-run-Asphalte, die durch atmosphärische, Dampf- oder Vakuumdestillation von niedrig-siedenden Bestandteilen des Öls erhalten werden, Asphalte, die als Sumpf produkt "bei einem kombinierten Destillationsvorgang gebildet werden, Asphalte, die durch Lösungsmittelextraktion abgetrennt werden, beispielsweise durch den Propan-Entasphaltier-Prozeß, und luftgeblasene und chemisch behandelte Asphalte. Petroleum asphalts are mainly derived from four process types afc. They are straight-run asphalts made by atmospheric, Steam or vacuum distillation of low-boiling components of the oil can be obtained, asphalts, which are known as Bottom product "in a combined distillation process are formed, asphalts that are separated by solvent extraction, for example by the propane deasphalting process, and air-blown and chemically treated asphalts.
Die Bezeichnung "Bitumina" ist ein allgemeinerer Ausdruck als Asphalt und bezieht sich nach der American Society for Testing Materials auf "Kohlenwasserstoffgemische natürlichen Ursprungs oder unter Hitzeeinwirkung entstanden, oder Kombinationen beider Klassen, die häufig von ihren Nichtmetallderivaten begleitet sind, die gasförmig, flüssig, halbfest oder fest sein können und die in Schwefelkohlenstoff vollständig löslich sind". In der üblichen industriellen Praxis beschränkt sich die Bezeichnung "Bitumina" auf die halbfesten oder festen Bitumina, die Asphalte, Teere und Peche umfassen. Die letzteren beiden Materialien leiten sich von Fraktionen ab, die durch abbauende thermische Einwirkung aus Rohölfraktionen, Kohle oder andere organische Rohmaterialien erhalten wurden. In dieser Beschreibung und den Patentansprüchen soll die*verwendete Bezeichnung "Bitumina11 oder dergleichen auf die übliche industrielle Definition beschränkt sein.The term "bitumina" is a more general term than asphalt and, according to the American Society for Testing Materials, refers to "mixtures of hydrocarbons of natural origin or exposure to heat, or combinations of both classes, often accompanied by their non-metal derivatives, which are gaseous, liquid, semi-solid or can be solid and which are completely soluble in carbon disulfide ". In common industrial practice, the term "bitumens" is restricted to the semi-solid or solid bitumens comprising asphalts, tars and pitches. The latter two materials are derived from fractions obtained by degrading thermal action from crude oil fractions, coal or other organic raw materials. In this description and the claims, the * used designation "Bitumina 11 or the like" is intended to be restricted to the usual industrial definition.
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Für die Zwecke der Erfindung bedeutet die Bezeichnung "Zusatz(stoff)", entweder ein Bitumen oder ein Bitumen, das einen geringen Anteil einer ErdÖlnaphthensäure oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins enthält. Die Funktion dieser beiden Materialien wird nachstehend erklärt.For the purposes of the invention, the term "additive" means either a bitumen or a bitumen that a small amount of a petroleum naphthenic acid or a Contains polyoxyethylene fatty alkyl 1,3-propanediamine. The function of these two materials is explained below.
Der maximale Anteil des Zusatzes» der vor dem Vorpressen dem Müll zugegeben werden sollte, beträgt etwa 15 Gewichtsteile Zusatzstoff pro 85 Gewichtsteile Müll. Wenn mehr als 15 Gewichtsteile des Zusatzes in dem Müll verteilt werdenr sickert der Zusatzstoff während des Verpressens aus dem Müll und haftet an der Ballenpreßvorrichtung und sammelt sich dort an. Dies führt zn Schwierigkeiten während flee Betriebs der Ballenpreßvorrichtung selbst und bedeutet außerdem eine Verschwendung des Zusatzstoffes· Wenn andererseits eine außerordentlich geringe Menge des Zusatzstoffes verwendet wird, beispielsweise weniger als ein Gewichtsprozent, so weist der erzielte- Ballen nicht die gewünschte physikalische Festigkeit auf. Der bevorzugte Bereich für die Menge des verwendeten Zusatzstoffes liegt daher zwischen 1 und 15 Gewichtsteilen auf 85 bis 99 Gewichtsteile Müll.The maximum proportion of the additive that should be added to the garbage before pre-pressing is about 15 parts by weight of additive per 85 parts by weight of garbage. If more distributed than 15 parts by weight of additive in the waste seeps r be the additive during the pressing out of the garbage and adheres to the baling apparatus and accumulates there. This creates difficulties during the operation of the baler itself and also means wasting the additive. On the other hand, if an extremely small amount of additive is used , e.g. less than 1% by weight , the resulting bale will not have the desired physical strength. The preferred range for the amount of additive used is therefore between 1 and 15 parts by weight per 85 to 99 parts by weight of garbage.
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Wenn der kompakte Ballen durch einen einzigen Preßvorgang gebildet wird, wie in Figur 1 gezeigt ist, und anschließend auf der Außenseite mit 0,1 bis 2,0 Gewichtsteilen flüssigem Zusatzstoff pro 100 Gewichtsteile des kompakten Ballens (nicht dargestellt) bedeckt wird, so kann die Menge desWhen the compact bale is formed by a single pressing operation, as shown in Figure 1, and then on the outside with 0.1 to 2.0 parts by weight of liquid Additive per 100 parts by weight of the compact bale (not shown) is covered, the amount of
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vor dem Vorpressen dem zerkleinerten Müll beigemischten Zusatzstoffes von 1 "bis 15 Gewichtsteilen auf 1 bis 10 Gewichtsteile vermindert werden. be reduced from 1 "to 15 parts by weight to 1 to 10 parts by weight of the additive admixed with the crushed garbage prior to pre-pressing.
Wenn, wie in Pigur 2 gezeigt ist, der kompakte Ballen durch aufeinanderfolgendes Verpressen von Chargen aus Zusatzstoff und Müll, die gegeneinandergepreßt werden, gebildet wird, so kann die Menge des vor dem Verpressen dem Müll beigemischten Zusatzstoffes von 1 bis 15 Gewichtsteilen auf 1 bis 12 Gewichtsteile vermindert werden. Diese Methode des aufeinanderfolgenden Verpressens von Einzelchargen erfordert jedoch, daß 0,05 bis 0,50 Gewichtsteile des flüssigen Zusatzes pro 99t95 bis 99,5 Gewichtsteile der gepreßten Charge auf die Oberfläche jeder verpreßten Charge aufgetragen werden, gegen welche der darauffolgende Ansatz gepreßt wird.If, as shown in Pigur 2, the compact bale through successive pressing of batches of additive and waste, which are pressed against one another, is formed, for example, the amount of additive added to the garbage before pressing can be from 1 to 15 parts by weight to 1 to 12 parts by weight can be reduced. This method requires the successive pressing of individual batches however, that 0.05 to 0.50 parts by weight of the liquid additive per 99.5 to 99.5 parts by weight of the pressed batch can be applied to the surface of each pressed batch against which the subsequent batch is pressed.
Wenn der kompakte Ballen durch aufeinanderfolgendes Pressen von Chargen aus Zusatz und MÜH gegeneinander gebildet wird, wobei der Zusatz auf eine Oberfläche jeder verpreßten Charge aufgetragen und der erzielte Ballen auf der Außenseite beschichtet wird, kann die Menge des vor dem Verpressen dem zerkleinerten Müll beigemischten Zusatzstoffes von 1 bis 12 Gewichtsteilen auf 1 bis 10 Gewichtsteile vermindert werden. Bei dieser Methode des aufeinanderfolgenden Verpressens von Einzelchargen ist noch erforderlich, daß 0,05 bis 0,50 Gewichtsteile des flüssigen Zusatzes pro 99,95 bis 99,5 Gewichtsteile der gepreßten Charge auf die Oberfläche jeder kompreßten Charge aufgetragen werden, gegen welche dieWhen the compact bale is made by successive pressing is formed by batches of additive and MÜH against each other, with the additive on one surface of each compressed batch applied and the obtained bale is coated on the outside, the amount of before pressing the crushed garbage admixed additive can be reduced from 1 to 12 parts by weight to 1 to 10 parts by weight. With this method of successively compressing individual batches, it is still necessary that 0.05 to 0.50 parts by weight of the liquid additive per 99.95 to 99.5 parts by weight of the pressed batch on the surface of each Compressed batch are applied against which the
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darauffolgende Charge gepreßt wird. Die Menge des auf der Außenseite aufgetragenen Überzugs liegt im Bereich von 0,1 bis 2,0 Gewichtsteilen Zusatzstoff pro 100 Gewichtsteile des kompakten Ballens.subsequent batch is pressed. The amount of coating applied on the outside is in the range of 0.1 up to 2.0 parts by weight of additive per 100 parts by weight of the compact bale.
Nicht alle Bitumina haben ausreichende Festigkeit, um in zufriedenstellender Weise beim Verpressen zu Ballen des Stadtmülls verwendet werden zu können. Wie bereits erläutert, besteht eine Hauptkomponente von Stadtmüll aus Cellulosematerial. Somuß jedes erfindungsgemäß verwendete Bitumen ausreichende Festigkeit besitzen, um Cellulosematerial, wie Papier, zusammenzuhalten. Die Festigkeit muß so ausgebildet sein, daß sie dem Druck des Wassers widersteht, das durch Cellulosematerial absorbiert wird und dieses Cellulosematerial auseinanderdrückt. Die praktische Bestimmung dieser Kräfte wird nachstehend beschrieben. Wenn das Bitumen eine Papierschälfestigkeit von mindestens 71,5 g/cm (0.4 lb/inch) bei 21° C aufweist, so besitzt es ausreichende Festigkeit, um der Kraft zu widerstehen, die von dem durch Cellulosematerial absorbierten Wasser ausgeübt wird,- Das zum Bestimmen der Papierschälfestigkeit verwendete Prüfverfahren ist ein modifizierter T-Schältest oder der Test der Schälbeständigkeit von Klebstoffen (ASTM D 1876-61T); die Modifikationen werden nachstehend beschrieben.Not all bitumens have sufficient strength to move in can be satisfactorily used in compacting urban waste into bales. As already explained, A major component of urban waste consists of cellulosic material. So every bitumen used according to the invention must be sufficient Have strength to hold cellulosic material such as paper together. The strength must be designed be that it withstands the pressure of the water that is absorbed by cellulosic material and this cellulosic material pushes apart. The practical determination of these forces is described below. If the bitumen is a Paper peel strength of at least 71.5 g / cm (0.4 lb / inch) at 21 ° C, it has sufficient strength to withstand the force exerted by the cellulosic material absorbed water is exercised, - That used to determine The test method used for paper peel strength is a modified T-peel test or the test of peel resistance of adhesives (ASTM D 1876-61T); the modifications are described below.
Die Papierschälfestigkeit wird von der Temperatur beeinflußt. Wenn daher die Temperatur vermindert wird, erhöht sich dieThe paper peel strength is influenced by the temperature. Therefore, when the temperature is decreased, the temperature increases
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Papierschälfestigkeit eines Bitumens, Ms eine Temperatur erreicht ist,, bei der das Bitumen zu spröde wird und die Papierschälfestigkeit verringert wird. Wenn die Temperatur ansteigt, so vermindert sich die Papierschälfestigkeit eines Bitumens so lange, Ms das Bitumen in eine Flüssigkeit übergeht und keine meßbare Festigkeit mehr aufweist. Die Temperatur innerhalb eines kompakten gepreßten Ballens kann in Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und biologischer Aktivität innerhalb des Ballens merklich variieren. Die Umgebungstemperaturen schwanken innerhalb der USA beträchtlich. So beträgt beispielsweise di'e höchste Temperatur, die für große Städte in USA festgestellt wurde, 46° C und die niedrigste Temperatur, die für große Städte in USA festgestellt wurde, -42° G (-440F). Wenn innerhalb des Ballens keine biologische Aktivität vorliegt, so nähert sich die Temperatur innerhalb des Ballens der Umgebungstemperatur.Paper peeling strength of a bitumen when a temperature is reached at which the bitumen becomes too brittle and the paper peeling strength is reduced. When the temperature rises, the paper peel strength of a bitumen decreases as long as the bitumen turns into a liquid and no longer has any measurable strength. The temperature within a compact, pressed bale can vary significantly depending on the ambient temperature and biological activity within the bale. Ambient temperatures vary considerably across the United States. By way of example, di'e highest temperature was found for large cities in USA, 46 ° C and the lowest temperature was found for large cities in USA, -42 ° G (-44 0 F). If there is no biological activity within the bale, the temperature within the bale approaches the ambient temperature.
Nach dem Zusammenpressen des Ballens enthält das Material im Inneren des Ballens im wesentlichen keinen freien Sauerstoff. Durch ausreichende anaerobe mikrobiologische Aktivität innerhalb des Ballens wird Wärme erzeugt. Diese Wärme reicht aus, um die Temperatur in den Ballen um 11 bis 17° über die Umgebungstemperatur zu erhöhen, solange die Umgebungstemperatur nicht während längerer Dauer unterhalb 0° C liegt. So kann die Temperatur in dem Ballen, in welchem anaerobe Aktivität vorliegt, von etwa 4t4 bis 60° C (4° bis 140° F) betragen. Wenn innerhalb des Ballens eineAfter the bale is compressed, the material inside the bale contains essentially no free oxygen. Sufficient anaerobic microbiological activity within the bale generates heat. This heat is sufficient to raise the temperature in the bales by 11 to 17 ° above the ambient temperature, as long as the ambient temperature is not below 0 ° C for a long period of time. Thus, the temperature in the bale, in which anaerobic activity is present from about 4 t 4 to 60 ° C (4 ° to 140 ° F). If there is a
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10 9 8 4 4/121210 9 8 4 4/1212
ausreichende Menge an freiem Sauerstoff vorhanden ist, so tritt aerobe mikrobiologische Aktivität auf und die resultierend.e Temperatur kann hohe Werte, wie etwa 71° C (1600F) annehmen.sufficient amount of free oxygen is present, as occurs aerobic microbiological activity, and the temperature can resultierend.e high values such as (160 0 F) assume 71 ° C.
Wie durch die vorgehende Abhandlung angezeigt wird, kann die Temperatur innerhalb eines kompakten Ballens von niedrigen Werten, wie -4-2° C-bis zu hohen Werten, wie 65,6 bis 71° C schwanken. Diese Temperatur ist von der Umgebungstemperatur abhängig, die wiederum von der geographischen Lage, der Jahreszeit und/oder der mikrobiologischen Aktivität innerhalb des Ballens abhängt. Da mit dem erfindungsgemäßen, dem zerkleinerten Müll zugegebenen Zusatz bezweckt wird, den Ballen zusammenzuhalten, muß der Zusatzstoff mindestens eine Papierschälfestigkeit von 71,5 g/cm bei 21° C bei den kühleren Umgebungstemperaturen aufweisen. Bei höheren Umgebungstemperaturen würde jedoch eine bevorzugte Papierschälfestigkeit mindestens 358'g/cm (2,0 lb/inch) bei 21° C betragen.As indicated by the foregoing treatise, the temperature within a compact bale can be as low as Values such as -4-2 ° C-up to high values such as 65.6 to 71 ° C fluctuate. This temperature depends on the ambient temperature which in turn depends on the geographical location, the season and / or the microbiological activity inside the bale. Since the purpose of the addition added to the crushed garbage according to the invention, the To hold the bales together, the additive must have a paper peel strength of at least 71.5 g / cm at 21 ° C for the cooler ones Have ambient temperatures. However, a preferred paper peel strength would be at higher ambient temperatures be at least 358'g / cm (2.0 lb / inch) at 21 ° C.
Stadtmüll enthält außerdem Metall, das eine nicht-poröse Oberfläche mit wesentlich andersartigen Hafteigenschaften besitzt, als Cellulosematerial. Bei der Anwesenheit großer Metallmengen in Stadtmüll wird die Festigkeit eines Ballens verbessert, wenn das Bitumen einen geringen Anteil an Erdölnaphthensäuren oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins enthält. Wenn jedoch eine zu große Menge an Erdölnaphthensäure oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins in dem Bitumen vorliegt, so zeigt diesesUrban waste also contains metal, which has a non-porous surface with significantly different adhesive properties possesses, as a cellulosic material. In the presence of large amounts of metal in urban waste, the strength of a ball becomes improved when the bitumen has a low percentage of petroleum naphthenic acids or a polyoxyethylene-fatty-alkyl-1,3-propanediamine contains. However, if too large an amount of petroleum naphthenic acid or a polyoxyethylene-fatty alkyl-1,3-propanediamine in which bitumen is present, this shows
109844/1212 -20-109 844/1212 -20-
■ - 20 -■ - 20 -
Bitumen keine ausreichende Papierschälfestigkeit, um als Zusatzstoff zu Stadtmüll zu befriedigen. So wird Bitumen, das 0,25 bis 4,0 Gewichtsprozent einer Erdölnaphthensaure oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins enthält, bevorzugt. Eine bevorzugte Erdölnaphthensaure ist eine aus schwerem Schmieröl extrahierte Naphtheneäure.Bitumen does not have sufficient paper peel strength to be considered Satisfy additive to urban waste. Bitumen, for example, contains 0.25 to 4.0 percent by weight of a petroleum naphthenic acid or a polyoxyethylene fatty alkyl 1,3-propanediamine is preferred. A preferred petroleum naphthenic acid is a naphthenic acid extracted from heavy lubricating oil.
Die erfindungsgemäß verwendeten Naphthensäuren können Verbindungen sein, die natürlich in dem Bitumen auftreten oder ^ dem Bitumen zugesetzt werden.The naphthenic acids used according to the invention can be compounds which occur naturally in the bitumen or ^ are added to the bitumen.
So wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein flüssiges Bitumen in zerkleinertem Stadtmüll verteilt. Die Menge des Bitumens beträgt 1 bis 15 Gewichtsteile pro 85 bis 99 Gewichtsteile dieses Mülls. Das erfindungsgemäß verwendete Bitumen hat eine Papierschälfestigkeit von mindestens 71,5 g/cm bei 21° C. Ein bevorzugtes Bitumen ist Erdölasphalt. Andere bevorzugte Bitumina sind solche, die 0,25 bis 4,0 Gewichtsprozent einer Erdölnaphthensaure oder eines Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamins enthalten. Das erhaltene Gemisch aus Bitumen und Müll wird zu einem kompakten Ballen verpreßt. Wenr ler kompakte Ballen auf der Außenseite mit 0,1 bis 2,0 Gewichtsteilen flüssigem Bitumen pro 100 Gewichtsteile des kompakten Ballens beschichtet wird, so kann die maximale Menge des vor dem Verpressen in dem zerkleinerten Müll verteilten Bitumens von 15 Gewichtsteilen auf 10 Gewichtsteile, bezogen auf das GewichtTo carry out the method according to the invention, a liquid bitumen is distributed in the crushed urban waste. The amount of bitumen is 1 to 15 parts by weight per 85 to 99 parts by weight of this garbage. The bitumen used according to the invention has a paper peel strength of at least 71.5 g / cm at 21 ° C. A preferred bitumen is petroleum asphalt. Other preferred bitumens are those which contain 0.25 to 4.0 percent by weight of a petroleum naphthenic acid or a polyoxyethylene-fatty alkyl-1,3-propanediamine. The mixture of bitumen and garbage obtained is compressed into a compact bale. Wenr ler compact bales of the compact bale is coated on the outside with 0.1 to 2.0 parts by weight of liquid bitumen per 100 parts by weight, then the maximum amount of the distributed, prior to pressing in the crushed garbage bitumen of 15 parts by weight to 10 parts by weight based on weight
- 21 1098U/ 1212- 21 1098U / 1212
des Mülls, vermindert werden. Um den Zusammenhalt des Ballens zu verstärken, kann dieser durch Bänder befestigt werden. Wenn der erhaltene Ballen abschnittweise durch aufeinanderfolgendes Pressen von Einzelchargen aus Gemischen von Bitumen und Müll, die gegeneinandergepreßt werden, gebildet wird, so kann die Menge an flüssigem Bitumen, die vor dem Yerpressen in dem Stadtmüll verteilt wird, 1 bis Gewichtsteile betragen. Außerdem werden 0,05 bis 0,5 Gewichtsteile Bitumen pro 99,95 bis 99,5 Gewichtsteile der verpreßten Charge auf die Oberfläche jeder gepreßten Charge aufgetragen, gegen welche'die darauffolgende Charge gepreßt wird. Wenn der kompakte Ballen durch dieses aufeinanderfolgende Pressen von Einzelchargen gebildet wird und der erzielte Ballen auf der Außenseite mit 0,1 bis 2,0 Gewichtsteilen flüssigem Bitumen pro 100 Gewichtsteile des kompakten Ballens beschichtet wird, so beträgt die Menge des vor dem •Pressen in dem Müll verteilten flüssigen Bitumens 1 bis 10 Gewichtsteile Bitumen, anstelle der erwähnten 1 bis 12 Gewichtsteile. Um den Ballen zusammenzuhalten, kann außerdem das Befestigen mit Bändern angewendet werden.of garbage. To keep the To reinforce the bale, this can be fastened with straps will. When the bale received is replaced in sections by successive Pressing of individual batches from mixtures of bitumen and garbage, which are pressed against each other, formed the amount of liquid bitumen that is distributed in the municipal waste before pressing can be 1 to Be parts by weight. In addition, 0.05 to 0.5 parts by weight of bitumen per 99.95 to 99.5 parts by weight of pressed batch is applied to the surface of each pressed batch against which the subsequent batch is pressed will. When the compact bale through this successive Pressing of individual batches is formed and the obtained bale on the outside with 0.1 to 2.0 parts by weight of liquid bitumen per 100 parts by weight of the compact Bale is coated, the amount of liquid bitumen distributed in the garbage before pressing is 1 to 10 Parts by weight of bitumen, instead of the 1 to 12 parts by weight mentioned. To keep the bale together, can also fastening with ribbons can be applied.
Nachf.olgend werden die erfindungsgemäß erzielten Verbesserungen verdeutlicht.The improvements achieved according to the invention are described below made clear.
Kompakte Ballen aus Müll wurden nach der in Figur 1 veranschaulichten Methode unter Verwendung verschiedener Bitume.nmengen gebildet. Die erzielte Dichte der Ballen wird in derCompact bales of garbage were made according to that illustrated in FIG Method formed using different amounts of bitumen. The achieved density of the bales is in the
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nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt. In entsprechender Weise wurde ein kompakter Ballen aus Müll nach der in Figur 1 dargestellten Methode gebildet, wobei Wasser als Zusatz verwendet wurde. Die dabei erzielte Ballendichte ist ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt. Ein Vergleich der Dichte der Bitumen enthaltenden Ballen mit der Dichte von Wasser enthaltenden Ballen zeigt, .daß die Bitumen enthaltenden Ballen die höchste Dichte aufweisen. Die Erhöhung der Dichte der Ballen, die mit Hilfe von Bitumen gebildet wurden, ist größer, als dem Gewicht des Bitumens entspricht, das dem Müll zugesetzt wurde. Eine höhere Ballendichte bedeutet, daß eine unterirdische Deponie mit gegebenem Volumen einen höheren 'Gewichtsanteil des Mülls fassen kann, als beim Füllen mit Ballen niedrigerer Dichte.Table 2 below. In a corresponding manner, a compact bale of garbage was made according to the method shown in FIG method shown, where water was used as an additive. The bale density achieved is also shown in Table 2. A comparison of the density of the bitumen-containing bales with the density of the water-containing ones Bale shows .that the bales containing bitumen have the highest density. Increasing the density of the Bales formed with the help of bitumen are larger than the weight of the bitumen that the Garbage was added. A higher bale density means that an underground landfill of a given volume has one can hold a higher proportion of the weight of the garbage than when filling it with bales of lower density.
Zusatzadditive
Dichte von verpreßten Ballen (Preßdruck 176 kg/cm )Density of compressed bales (pressure 176 kg / cm)
Feuchtigkeitsgehalt Ballendichte, g/cm'Moisture content bale density, g / cm '
des Mülls,of the garbage,
ZusatzesAddition
Gew. ja By weight yes
0,593 0,801 0,8010.593 0.801 0.801
0,945 0,9610.945 0.961
23 0,65723 0.657
Die erfindungsgemäß zum Bilden von Ballen verwendeten Zusatzstoffe zeigten folgende Prüfwerte:The additives used in the invention to form balls showed the following test values:
- 23 -- 23 -
109844/1212109844/1212
Bitumen Nr. 1 . 185 SPS hei 98,9 °C Bitumen No. 1. 185 SPS at 98.9 ° C
Bitumen Nr. 2 752 SFS hei 98,9 0C 40,6Bitumen no. 2 752 SFS hei 98.9 0 C 40.6
Bitumen Nr. 3 1230 Si1S hei 98,9 °C 48,3Bitumen No. 3 1230 Si 1 S at 98.9 ° C 48.3
Bitumen Nr. 4 846 SPS hei 98,9 0C 45,0Bitumen no. 4846 SPS hei 98.9 0 C 45.0
Bitumen Nr. 5 1493 SPS hei 98,9 0C ' 53,3Bitumen no. 5 1493 98.9 0 hei SPS C '53.3
Bitumen Nr. 6 49,4Bitumen No. 6 49.4
Bitumen Nr. 7 5184 SPS hei 98,9 °C 59,4Bitumen No. 7 5184 SPS at 98.9 ° C 59.4
Bitumen Nr. 8* 759 SPS hei 98,9 0C 47,2Bitumen No. 8 * 759 SPS hot 98.9 0 C 47.2
Bitumen Nr. 9* 1319 SPS hei 98,9 0C 51,1Bitumen No. 9 * 1319 SPS hot 98.9 0 C 51.1
* Die Bitumina 8 und 9 sind schwere Naphthensäuren.* Bitumens 8 and 9 are heavy naphthenic acids.
Nachstehend wird die Erhöhung der Ballenfestigkeit durch die Bitumina aufgezeigt. Es wurden mehrere kompakte Ballen nach der in Pigur 1 dargestellten Methode gebildet, um zu zeigen, daß die Zugabe einer geringen Menge an Bitumen zu dem zerkleinerten Müll vor dem Verpressen eine wesentliche Erhöhung der Ballenfestigkeit im Vergleich zu einem Wasserzusatz bewirkt. Zu Vergleichszwecken wurde außerdem ein Ballen geformt, der als Zusatzstoff Heizöl Nr. 6 mit einer Viskosität von 140 SPS hei 50° C enthielt. Die erzielte Ballenfestigkeit ist in der folgenden Tabelle 3 zusammen mit dem Ballenpreßdruck angegeben. Wie in Tabelle 3 gezeigt wird, hatte ein 5 Gewichtsprozent Bitumen Nr. 2 enthaltender Ballen eine Grenz-Bruckfestigkeit und einen Elastizitätsmodul, die den entsprechenden Eigenschaften eines Ballens, der keinen Zusatzstoff enthielt, überlegen waren. WieThe following is the increase in pad strength by the bitumina shown. Several compact bales were formed using the method outlined in Pigur 1 in order to show that the addition of a small amount of bitumen to the crushed garbage prior to compacting is an essential one Increased pad strength compared to adding water causes. For comparison purposes, a bale was also formed containing No. 6 fuel oil as an additive with a Viscosity of 140 SPS at 50 ° C. The scored Bale firmness is given in Table 3 below along with bale pressure. As shown in Table 3 a bale containing 5% by weight bitumen # 2 had a breaking strength limit and a modulus of elasticity, which were superior to the corresponding properties of a bale containing no additive. As
109844/1212 -24-109 844/1212 -24-
gezeigt, hatte außerdem ein 5 Gewichtsprozent Bitumen Nr. 1 enthaltender Ballen physikalische Eigenschaften, die denen eines Ballens überlegen waren, der keinen Zusatzstoff oder Heizöl Nr. 6 enthielt.also showed a bale containing 5 weight percent # 1 bitumen had physical properties similar to those of were superior to a bale that contained no additive or No. 6 fuel oil.
modul
(kg/cm2)
(psi)city
module
(kg / cm 2 )
(psi)
(kg/cm2)
(psi)strength
(kg / cm 2 )
(psi)
kg/cin
(PSi)Press pressure
kg / cin
(PSi)
^ * Der Abfall enthielt 13 Gewichtsprozent Wasser.^ * The waste contained 13 weight percent water.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäß verwendete Bitumen beschrieben. Um anzugeben, welche Bitumina zum Einmischen in den zerkleinerten Müll geeignet sind, wurde eine Modifikation des T-Schältests angewendet. Der T-Schältest oder die Prüfung der Schälfestigkeit von Klebstoffen (ASTM D 1876-61 T) ist hauptsächlich dazu vorgesehen, die relative Schälfestigkeit von Klebebindungen zwischen flexiblenThe bitumen used according to the invention is described below. To indicate which bitumens to mix in in the shredded garbage, a modification of the T-peel test was used. The T-peel test or the testing of the peel strength of adhesives (ASTM D 1876-61 T) is mainly intended to determine the relative Peel strength of adhesive bonds between flexible
- 25 1 098AA/1212 - 25 1 098AA / 1212
zu mess-en verklebten Bestandteilen mit Hilfe einer T-Prober. Es wurdento measure glued components with the help of a T-Prober. There were
folgende Modifikationen vorgenommen:made the following modifications:
(1) Es wurde eine Platte der Größe 76 mm χ 178 mm hergestellt und davon eine Probe mit den Abmessungen 25 mm χ 178 mm abgeschnitten, anstelle des Hersteilens einer 152 mm χ 305 mm großen Platte und Schneiden dieser Platte in Prüfkörper entsprechend dem Prüfverfahren;(1) A 76 mm by 178 mm plate was made and cut off a sample measuring 25 mm 178 mm therefrom, instead of making one 152mm χ 305mm board and cut that board in test specimen according to the test procedure;
(2) die Trenngeschwindigkeit der Klebebindung betrug 2,5 mm pro Minute statt der empfohlenen 127 mm pro Minute;(2) the adhesive bond release speed was 2.5 mm per minute instead of the recommended 127 mm per minute;
(3) die Prüfung wurde bei Raumtemperatur und bei der relativen Peuchtigkeit der Umgebung durchgeführt, anstelle der angegebenen Bedingungen;(3) The test was carried out at room temperature and at the relative Humidity of the environment carried out instead of the specified conditions;
(4) die Prüfkörper wurden während einer Mindestdauer von(4) the test specimens were used for a minimum period of
16 Stunden, statt der empfohlenen 7 Tage, konditioniert;16 hours, instead of the recommended 7 days, conditioned;
(5) bei der Berechnung der Schälfestigkeit wurde das in der aufgezeichneten Kurve gezeigte Maximum verwendet, anstelle der ersten 127 mm des Schälens nach dem anfänglichen Peak.(5) When calculating the peel strength, that was used in was used instead of the first 127 mm of peeling after the initial peak.
Die bei dem modifizierten Prüfverfahren für die Schälfestigkeit angewendete Rate beziehungsweise Geschwindigkeit für die Bindungs trennung wurde in folgender v/eise bestimmt. Es wurde ein Ballen ohne jeglichen Zusatzstoff hergestellt und mit der Längsseite in Wasser getaucht. Der Ballen wurde etwa zur Hälfte eingetaucht. Zu verschiedenen Zeiten wurde die Länge einer in das Wasser tauchenden Kante gemessen. Die Veränderungen der Kantenlänge bei bestimmter Zeit und die Rate der Bindungstrennung zeigten folgende Werte:The rate or speed used for the modified peel strength test bond separation was determined in the following manner. A bale was made without any additive and with the long side immersed in water. The bale was about half submerged. At different times the Measured length of an edge plunging into the water. The changes the edge length at a certain time and the rate of bond separation showed the following values:
- 26 109844/1212 - 26 109844/1212
■ - 26 -■ - 26 -
Dauer des Größe der Ausdehnung, Rate der Bindungs-Duration of size of expansion, rate of attachment
Eintauchens, . mm (Inches) trennung,Immersion,. mm (inches) separation,
min. : mm/min, (inches/ min . : mm / min, (inches /
Min.)Min.)
0-10 68,6 (2,7) 3,43 (0,135)0-10 68.6 (2.7) 3.43 (0.135)
10 - 20 40,6 (1,6) 2,03 (0,080)10-20 40.6 (1.6) 2.03 (0.080)
20 - 30 20,3 (0,8) 1,01 (0,040)20-30 20.3 (0.8) 1.01 (0.040)
So dehnte sich anfangs der Ballen um 68,6 mm (2,7 inches) während 10 Minuten aus, wobei eine durchschnittliche Ausdehnung von 6,8 mm pro Minute und eine Rate der Bindungstrennung von 3»43 mm pro Minute (0,135 inch pro Minute) eintrat. ITm die Rate der Bindungs trennung zu erhalten, wird die Rate der Ausdehnung durch zwei dividiert. So wurde beim Bestimmen der Sehälfestigkeit eines Bitumens durch die bei dem T-Schältest verwendete Maschine eine Kraft angewendet, die ausreichte, um die Probe mit einer Rate von 2,54 mm pro Minute abzuziehen. Diese 2,54 mm pro Minute.entsprachen ungefähr der durchschnittlichen Bindungstrennungsrate während der ersten 20 Minuten. Die Kraft, die erforderlich ist, um das Papier mit dieser Rate oder Geschwindigkeit abzuziehen, ist ein Maß für die Bindefestigkeit des Klebstoffes oder Bindemittels. Diese Kraft wird als Schälfestigkeit bezeichnet und in g/cm (lb/inch) angegeben. Auf diese Weise wurden zahlreiche verschiedene Bitumina geprüft,, Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 gezeigt. Dabei wurden Schälfestigkeiten von 73 g/cm bis 540 g/cm (0,41 bis 3,02 lb/inch) beobachtet. Die verwendeten Proben wurden aus trockenem Kraftpapier hergestellt.So stretched initially the B cases a 68.6 mm (2.7 inches) for 10 minutes, with an average dimension of 6.8 mm per minute and a rate of separation of binding 3 "43 mm inch per minute (0.135 per minute) occurred. To get the rate of bond separation, the rate of expansion is divided by two. Thus, in determining the half strength of a bitumen by the machine used in the T-peel test, a force was applied sufficient to peel the sample at a rate of 2.54 mm per minute. This 2.54 mm per minute was roughly the average rate of bond separation during the first 20 minutes. The force required to peel the paper at that rate or speed is a measure of the bond strength of the adhesive or binder. This force is known as the peel strength and is reported in grams / cm (lb / inch). Numerous different bitumens were tested in this way. The results obtained are shown in Table 4 below. Peel strengths of from 73 g / cm to 540 g / cm (0.41 to 3.02 lb / inch) were observed. The samples used were made from dry Kraft paper.
109844/1212 _ 27 -109844/1212 _ 27 -
531 (2,98) 540 (3,02) 520 (2,92) 392 (2,20)531 (2.98) 540 (3.02) 520 (2.92) 392 (2.20)
(Bitumen Nr. 7+0,5 Gew.#(Bitumen No. 7 + 0.5 wt. #
Bitumen Nr. 8) (Bitumen Nr. 7+2,0 Gew.#Bitumen No. 8) (Bitumen No. 7 + 2.0 wt. #
Bitumen Nr. 8) (Bitumen Nr. 5+0,5 Gew.#Bitumen No. 8) (Bitumen No. 5 + 0.5 wt. #
Bitumen Nr. 9) (Bitumen Nr. 5+2,0 Gew.#Bitumen No. 9) (Bitumen No. 5 + 2.0 wt. #
Bitumen Nr. 9)Bitumen no.9)
* Erd.ölnaphthensäure* Petroleum naphthenic acid
Alle dieser Bitumina sind zufriedenstellende Zusatzstoffe für die Zwecke der Erfindung. Das Vorliegen von 50 Gew.56 Feuchtigkeit in dem Papiersubstrat vor dem Auftragen des Bindemittels hat keinen merklichen Einfluß auf die Festigkeit des geprüften Materials.All of these bitumens are satisfactory additives for the purposes of the invention. The presence of 50 wt. 56 Moisture in the paper substrate prior to the application of the binder has no noticeable effect on the strength of the tested material.
- 28 1098A4/1212 - 28 1098A4 / 1212
Die Bindefestigkeit einiger dieser Bitumina wurde auf trockenen Mess'ingstreif en bestimmt. Der Grund dafür liegt darin, daß nicht poröse Metalloberflächen Bindeeigenschaften aufweisen, die sich von denen des in dem T-Schältest verwendeten, porösen Kraftpapiers unterscheiden. Darüberhinaus können Metalle einen hohen Prozentsatz von Stadtmüll darstellen. Die verwendete Verfahrensweise war die gleiche, wie sie für trockenes Kraftpapier beschrieben wurde. Die Ergebnisse in der folgenden Tabelle 5 zeigen, daß Naphthensäure oder ein Polyoxyäthylen-fettalkyl-1,3-propandiamin enthaltendes Bitumen ein besseres Bindemittel für trockene nicht-poröse Metalloberflächen darstellt, als das gleiche Bitumen ohne Zusatz der Säure oder des Diamins.The bond strength of some of these bitumens was determined on dry brass strips. The reason for this lies in that non-porous metal surfaces have binding properties different from those used in the T-peel test, differentiate porous kraft paper. In addition, metals can represent a high percentage of urban waste. The procedure used was the same as described for dry Kraft paper. the Results in Table 5 below show that naphthenic acid or a polyoxyethylene-fatty alkyl-1,3-propanediamine bitumen containing a better binder for dry non-porous metal surfaces than the same Bitumen without the addition of acid or diamine.
Vorteile der Verwendung einer Naphthensäuren oder eines Diamins** als Zusatz zu Bitumen Advantages of using a naphthenic acid or a diamine ** as an additive to bitumen
Zusatzstoff Schälfestigkeit, g/cm Additive Peel Strength, g / cm
(lbs/inches)(lbs / inches)
Bitumen Nr. 7 531 (2,98)Bitumen No. 7 531 (2.98)
Bitumen Nr. 7 plus 0,5Bitumen No. 7 plus 0.5
Gew.# Bitumen Nr. 9* 645 (3,62)Weight # bitumen No. 9 * 645 (3.62)
Bitumen Nr. 7 plus 2,0Bitumen No. 7 plus 2.0
# Bitumen Nr. 9* 549 (3,08)# Bitumen No. 9 * 549 (3.08)
Bitumen Nr. 7 plus 0,5Bitumen No. 7 plus 0.5
Gew.^ Diamin** 594 (3,33)Wt. ^ Diamine ** 594 (3.33)
- 29 109844/1212 - 29 109844/1212
. * Erdölnaphthensäure. * Petroleum naphthenic acid
** VerwendetesDiamin der Formel 222 ** Diamine of formula 222 used
in der R ein von Talg abgeleiteter Rest ist.in which R is a residue derived from sebum.
Es wurden folgende Prüfbedingungen angewendet: Rate der
Bindungstrennung: 2,54 mm/min.; Dicke des Bindemittelfilms:
0,13 mm (5 mils); Dicke der Messingfolie: 0,07 bis 0,10 mm (3 bis 4 mils); Prüftemperatur 23 bis 25° C (73 bis 77° F);
Prüfung der Kohäsion bis zum Bruch (cohesion type of break)..The following test conditions were used: Rate of
Bond separation: 2.54 mm / min .; Binder Film Thickness: 0.13mm (5 mils); Brass Foil Thickness: 3 to 4 mils (0.07 to 0.10 mm); Test temperature 23 to 25 ° C (73 to 77 ° F); Testing of the cohesion type of break.
109844/ 1212109844/1212
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